Theorie CIE-Normfarbsystem und reale Lichtfarbe

    Hallo Forum,


    ich hab heute mal wieder eine Frage etwas theoretischer Natur.
    Und zwar geht es mir darum, dass ja in den Datenblättern von weißen Leds meistens die chromaticity regions auf der CIE Kurve von 1931 angegeben sind. Häufig auch mit einer sehr genauen Angabe der x-, y- Koordinaten der einzelnen Binnings.


    Dabei geben die Hersteller eigentlich immer die selben Bereiche an. Mal etwas größere Bereiche für ein Binning mal etwas kleinere.
    Laut Theorie müssten ja jetzt eigentlich zwei Leds zwei verschiedener Hersteller aus dem selben Binning-Bereich auch genau die selbe Lichtfarbe haben.



    Meiner Meinung nach, haben sie das aber nicht. Ich finde die einzelnen Hersteller haben deutliche unterschiede in der Lichtfarbe der Leds. Ich meine, das ist so wie ich gehört habe auch ein großes Firmen Know-How was für Komponenten in den Silikon Klob-Top gemischt werden, um das (warm-)weiße Licht zu erzeugen.


    Kann man meinen subjektiven Eindruck irgendwie mit Theorien der Farbmetrik bestätigen oder liegt der Unterschied in der Lichtfarbe wirklich einfach nur an den unterschiedlichen Binnings??
    Ich wäre der Meinung, das liegt nicht nur an den Binnings. Bei den meisten Händlern wird das Binning leider nicht mit angegeben. Bei Maritex schon. Und da hab ich inzwischen einige verschiedene Binnings einer Led. Alle Binnings sind in der Lichtfarbe ähnlich und zeigen trotzdem einen Unterschied zur Lichtfarbe von Leds anderer Hersteller.



    Ich hoffe jemand kann mir da etwas Klarheit schaffen :D
    Viele Grüße
    Philipp

    Wenn ich alleine auf der BBL bleibe und mir die Farbtemperatur anschaue, hat ein binning immer noch eine Spannweite von 100K.


    Wenn du nun in die Datenblätter schaust, wirst du bei guten Herstellern, die Koordinaten nach CIE für die Binnings finden. Als Beispiel habe ich mir von Seoul ne gute 5050LED (STW9T36B) rausgesucht.
    Hier sind die X Werte (ca.85) enger als die Y Werte (ca.140). Dazu kommt dann noch der je nach Hersteller unterschiedliche Farbdrift. Da kommen dann halt im direkten Vergleich sichtbare Unterschiede bei raus.

    Entschuldige die späte Rückmeldung. War übers Wochenende auf einer Hochzeit.


    Du musst mir deine Antwort doch noch mal etwas genauer erläutern.
    Also das die Bins von einem Hersteller, sagen wir jetzt mal Cree, sich untereinander unterscheiden kann ich anahnd der CIE verstehen. Das kann man sogar mit bloßem Auge sehen.


    Nur ich finde, dass die Bins von Cree den gleichen *Farbtenor* haben. Also die Lichtfarbe der Bins ist ähnlich.


    Halte ich jetzt eine Led eines anderen Herstellers, zB Samsung im direkten Vergleich daneben, finde ich das der *Farbtenor* ein anderer ist und mir gefällt die Lichtfarbe von den Cree Leds besser. Unabhängig davon welcher Bin von der Cree Leds genommen wurde.


    Leider sind meine ganzen Empfindung für mich nicht zu überprüfen, da ich nur von Cree eine Leds in verschiedenen Bins habe. Bei allen vergleichs Leds ist der Bin leider nicht bekannt.


    Da ich aber von Cree die verschiedenen Bins habe und der *Farbtenor* immer ähnlich ist, verstehe ich nicht, wie die x-,y-Koordinaten bei den meisten guten Leds immer ähnlich angegeben ist, aber die Lichtfarbe sich doch deutlich unterscheidet. Also nicht zwischen den Bins, sonder als Beispiel:


    Das Bin 8B4 von einer Cree ML-E *denke* ich wird sich in der Lichtfarbe deutlich von dem Bin 7V einer Osram Duri E5 unterscheiden.


    Leider konnte ich das noch nicht gegeneinader testen. Ich hoffe noch was Tristan :whistling: :D


    Und genau so wie ich *denke* das es wäre, das würde ich gerne in der Theorie bestätigt oder widerlegt haben :)


    Viele Grüße
    Philipp

    flip86, wie meinst Du das?
    Schaust Du direkt in die LED? Dann sollten sich verschiedene CREE-Bins durchaus unterscheiden. Eine Samsung LED aus einem ähnlich definierten Bin sollte hingegen gleich aussehen, da das CIE-Farbsystem auf der Wahrnehmung des Auges beruht. Dass die Abstände etwas unregelmäßig sind, sollte hier keine Rolle spielen?
    Wenn Du eine bestimmte Oberfläche, vielleicht sogar farbig, anstrahlst dann kommt es weniger auf die Lichtfarbe an als auf die genaue spektrale Zusammensetzung die sich tatsächlich nach Hersteller unterscheidet.

    Hi dbc,


    es fällt mir schwer, das genau zu beschreiben. Ich versuch es mal ganz simpel:


    Ich persönlich finde, dass die Lichtfarbe von Cree viel schönes ist, als von anderen Led-Herstellern.


    Wie kann man das erklären, wo doch alle Hersteller ziemlich genau den gleichen Bereich um die Black Body Kurve angeben?

    Das könnte möglicherweise lose auch mit dem CRI zusammen hängen - schließlich kann man bspw von Cree auch 2 LEDs im selben Bin bestellen, mit CRI95 und CRI70 - der Farbort ist der selbe aber durch die natürlichen Reflexionen in deinem Zimmer wird die Lichtfarbe doch anders erscheinen.

    Vergleich doch mal die Koordinaten von zwei deiner Meinung nach gleichen Bins.
    Ich bin da bisher dran gescheitert. Du wirst sehen, dass der Farbkoordinatenraum eines einzelnen Bins zwischen zwei Herstellern nicht deckungsgleich ist.
    Jede LED eines Bins die du kriegst, liegt absolut gesehen in diesem Bin.
    Wo die aber tendenziell in diesem Binning liegt weist du nicht. Ein Binning ist nun mal mathematisch betrachtet kein eindeutiger Punkt sondern eine Menge erlaubter Punkte mit einer gewissen Ausdehnung im Koordinatensystem. Da ist halt eine gewisse Streuung. Wenn Hersteller A tendenziell eher oben links in dem Vergleichsbin liegt und Hersteller B eher unten rechts, hast du schon mal die maximal mögliche Abweichung in diesem Bin (wobei der Vergleichsbin zwischen den Herstellern meist nicht 100% Deckungsgleich ist)
    Das menschliche Auge ist in der Lage schon geringe Abweichungen in der Farbtemperatur zu sehen.


    Das dir die Lichtfarbe eines Herstellers besser gefällt als die eines Anderen würde ich auf die von Hersteller zu Hersteller unterschiedliche Chemie der Farbkonvertierungsschicht schieben.

    Zitat von Kanwas

    Das dir die Lichtfarbe eines Herstellers besser gefällt als die eines Anderen würde ich auf die von Hersteller zu Hersteller unterschiedliche Chemie der Farbkonvertierungsschicht schieben.

    Genau so sehe ich das auch! Und genau das, würde ich gerne mit einer Theorie der Farbmetrik erklärt haben.




    Ich versuch das noch mal anders zu verdeutlichen. Ich hab die in der Grafik markieren 5 Bins von Cree.
    Alle 5 Bins finde ich schöner als meine vergleichs Leds. (Bestimmt 7-8 andere).
    Das müsste doch ein riesen Zufall sein, wenn die anderen Leds alle im rechten unteren Bereich liegen würden, den ich von Cree nicht kenne....


    Die Gleichheit klappt ja noch nichtmal bei bunten leds, wo eigentlich durch die angegebene Wellenlänge keine Unterschiede da sein dürften. Aber vergleiche mal die Blauen 470nm LEDs an Weihnachtslichterketten mit den blauen 5mm LEDs (auch 470nm) aus der Slotmachine. Das Blau sieht NICHT 100% gleich aus 8| . Da scheint die Tatsche, daß die leds doch nicht 100% Monochromatisch sind, sondern "Nur" einesehr steile Kurve mit Dom. Wellenlänge haben, schon genug Spielraum für minimale Abweichungen zu haben. Bei weißen leds kommt neben den Chipdifferenzen der Blauen chips dann noch die Leuchtschicht und wiesie aufgebracht ist, dazu.


    Lediglich bei lasern,die echt monochromatisch sind (ein 470nm laser erzeugt nur 470nm, keine 469nm und keine 471 nm (außer der thermischen drift)) gibts keine Unterschiede.Da sieht jeder Laser mit gleicher Wellenlänge von der Farbe auch gleich aus.


    Es ist anscheinend doch schwer, einen Lichteindruck/Farbeindruck "nur" anhand von 2-3 Werten zu beschreiben. Es scheint eher so, daß die Werte einem "nur grob" sagen, was man zu erwarten hat (Eher warmes oder eher kaltes licht, eher gute oder weniger gute Farbwiedergabe) aber nicht 100%ig aussagen, wie genau das licht nachher empfunden wird.


    Das ist ähnlich wie bei Audio auch. Zwei Audioverstärker mit gleichem Frequenzgang, gleichen Klirrfaktor und gleicher Leistung sollten eigentlich gleich klingen, tun sie aber irgendwie nicht immer. (Möglicherweise spielt spektrale die Verteilung des minimalen Restklirrs da eine Rolle, ist aber auch wieder reine Spekulation)



    Mich würde aber auch intressieren, wie diese Unterschiede bei den LEDs zu erklären sind (vmtl. im Spektrum, wenn man das nm genau von 400-750 nm aufzeichnen würde, müßten da ja (minimale?) Unterschiede vorhanden sein)?


    Was mich überdies wundert: Auf Fotos kommen die Lichtfarbunterschiede oft viel geringer zur Geltung als mit den eigenen Augen. Liegt das daran, daß wir neben den RGB-Rezeptoren auch noch weiße monochromrezeptoren haben, Fotoapparate diese aber nicht haben oder liegt de Ursache dafür anderswo?


    Warum "sehen" Fotoapparate überhaupt Farben anders als wir? Warum wird eine uv-led, die violett fürs auge wirkt, auf Fotos knallblau? Warum wird eine orangegelbe Natriumdampflampe auf Fotos pissgelb?


    Zitat

    Wenn Du eine bestimmte Oberfläche, vielleicht sogar farbig, anstrahlst dann kommt es weniger auf die Lichtfarbe an als auf die genaue spektrale Zusammensetzung die sich tatsächlich nach Hersteller unterscheidet.


    Ok, das leuchtet mir ein. Ist vielleicht die Antwort auf das.
    Und ja, auch mir gefallen die crees vom Licht besser als z.B. die Luxeons. die Cree wirken irgendwie "sauberer und brillianter" subjektiv, schwer zu erklären

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    2 Mal editiert, zuletzt von Leuchtidiot ()

    Zitat von Kanwas

    Kannst du dieses "schöner" genauer definieren ?(

    Nur sehr schwer :D.


    Um es mal einfach asuzudrücken. Das Licht kommt für mich shcon sehr nah an das einer Glühlampe ran.
    Das Licht der anderen Leds irgendwie nicht so gut. Da mir persönlich das Glühlampenlicht immer noch das liebste ist (zu Hause am Abend), find ich die Cree Leds "schöner" :D.


    Ich finde, dass das Licht der Crees deutlich mehr ins gelbe geht und nicht so stark ins rötliche. (Ich weiss, die Tatsache alleine könnte gut mit der CIE erklären aber der Eindruck zieht sich halt durch mehrere Bins hindruch.)


    Danke Leuchtidiot für deine Empfindungen. Scheint ja wenigstens so, als wäre ich nicht alleine :)

    Was ich zu farbigen leds noch fragen wollte: Die dominierende Wellenlänge wird doch für die komplette led angegeben und nicht für den nackten chip im Reinraum,oder? Weil zwei gleiche chips könnten in verschiedenen Gehäusen aus verschiedenem MAterial (glas,epoxy,silikon) und verschiedenen reflektorwanen ja am ende abweichende dom. wellenlängen fabrizieren (das eine gehäuse schluckt mehr kurzwelliges als langwelliges licht,das andere andersrum und ein anderes material hat "lineare" verluste. Also man mißt die dom. wellenlänge doch schon für die fertig produzierte led?!


    Daß heißt, unterschiedliche farbeindrücke zwischen z.B. verschiedenen blauen leds bei gleicher dom. wellenlänge sind also auf die verteilung im Restlichen Spektrum (also bei einer 470 nm led im spektrum von ca. 440-510 nm, weil die led ja noch ein wenig oberhalb und utnerhalb der 470nm emmitiert) zurückzuführen?

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    Ich hatte die Tage zwei Chargen LEDs zum Messen da. Da habe ich kurzerhand mal den Messumfang ein wenig gesteigert und ein paar Forumsrelevante Werte mit erfasst.
    Beide Chargen waren in ein und dem selben Farbbinning.


    Der Messumfang umfasst je 15 LEDs aus ca. 10k


    Charge1
    Durchschnittlicher Lichtstrom 16,1lm pro LED min 15,6lm max 16,4lm
    Durchschnittliche Farbtemperatur 2680K min 2640K max 2708K
    Durchschnittlicher CRI 93 min 92,3 max 93,5
    Durchschnittliche Farbkoordinate nach CIE x 0,458 min 0,4555 max 0,4616
    Durchschnittliche Farbkoordinate nach CIE y 0,406 min 0,4031 max 0,4105



    Charge2
    Durchschnittlicher Lichtstrom 16,9lm pro LED min 16,6lm max 17,4lm
    Durchschnittliche Farbtemperatur 2667K min 2635K max 2703K
    Durchschnittlicher CRI 93 min 92,2 max 93,4
    Durchschnittliche Farbkoordinate nach CIE x 0,46 min 0,4566 max 0,4638
    Durchschnittliche Farbkoordinate nach CIE y 0,407 min 0,4031 max 0,4115


    Was sofort auffällt, Charge2 hat das nächst höhere Leistungsbinning. :D


    Nominell sind beide Sorten im selben Farbbinning. Trotzdem sind deutliche Unterschiede zu messen.
    Die Farbtemperatur schwankt um fast 100K. Bei direktem Vergleich wäre der Unterschied mit bloßem Auge sichtbar.


    Trotz der Schwankungen kann man sagen, dass die Qualität der gelieferten Binnings in den letzten Jahren doch deutlich besser geworden ist.
    Zum Teil kann man das an den mittlerweile feiner abgestuften Binnings einzelner LEDs ablesen ( Wer noch ein etwas älteres Datenblatt einer noch lieferbaren LED hat . . . )
    Bei aktuellen LEDs kann man beobachten, dass innerhalb eines Leistungsbinnings über die Zeit die Leistung der gelieferten LEDs eher Richtung oberes Ende des Bins tendiert.